CN1196124C - 光记录介质及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

光盘(1)包括衬底(2)，和以该顺序形成在衬底(2)上的记录层(4)和透明层(5)。光可通过透明层(5)入射，用于写入和/读出信息信号。衬底(2)包括在形成有记录层(4)的衬底表面上形成第一树脂层(7)，和由比第一树脂层树脂高的挠曲模量的树脂而在第一树脂层(7)上形成的第二树脂层(6)。

Description

光记录介质及其制造方法
技术领域
本发明涉及—种光记录介质，其包括衬底，和在衬底上所形成的至少一层记录层和透光层，及制造光记录介质的方法。特别是，本发明涉及光记录介质，其具有多层衬底结构，有助于改善强度和寿命，并且还能够以高密度记录数据，以及制造该光记录介质的方法。
背景技术
光和磁记录介质广泛地用于记录各种信息，如声音、图象和其它信息。特别是，它们通常可分为光盘，其中信息信号可事先以凹坑的形式写在其上，相变光盘，其中信息信号可使用其记录层的相位变化而写在其上，磁光盘，其中信息信号可利用其记录层的磁光效应而写在其上，和磁盘，其中信息信号可磁记录于其上。
这些盘形记录介质使用树脂制成的衬底，其中相位凹坑、前置槽等均以精制槽和台面的形式制成数据、跟踪信号等。
通常，该树脂制成的衬底使用图1所示的注塑模具而模制成型。图1是注塑模具的截面图。
注塑模具通常用标号100来表示。它主要包括固定模具101a，用于形成盘形衬底的一个主表面，移动模具101b，其与固定模具101a相对设置，用于形成盘形衬底的另一主表面，和模具112，用于形成盘形衬底的周围部分。固定模具101a和移动模具101b的每个可配备有冲压装置，其上制成有对应于代表信息信号等所需凹槽/台面图型的凹槽和台面。
移动模具101b可通过驱动机构(未示出)向固定模具101a移动并由其离开。当将所有模具固定在一起时，固定模具101a、移动模具101b和周围模具112—起限定了空腔111。
固定模具101a已经配备于其中，并且定位在空腔111的中心，喷嘴114可通过注入而将熔化合成树脂填充到空腔111中。
在具有上述结构的注塑模具100中，移动模具101b首先通过驱动机构(未示出)向固定模具101a移动(夹紧)，用以限定空腔111。然后，熔化合成树脂可通过喷嘴114的注入而填充到空腔111中。
然后，注入的合成树脂通过调温器(未示出)冷却到泥浆状态。移动模具101b中设置有第一弹出部件116。冲孔机117可由弹出部件116的中孔向固定模具101a冲入，使孔成为盘形衬底上的中心孔。然后，在注塑模具100中，注入的合成树脂可通过调温器(未示出)的冷却而固化。
然后，在该注塑模具100中，移动模具101b通过驱动机构(未示出)由固定模具101a移开(模具打开)。最后，通过起模机构(未示出)将在空腔111中所形成的盘形衬底取出。
以后，在如此模压制成的树脂制成的盘形衬底上形成例如记录层、反射层、保护层等，以便制成光盘。
然而，用于制成光盘的上述注塑存在的缺点在于，在通过注入将熔化树脂填充到注塑模具中的步骤中，注入压力的变化、注入温度的变化和熔化树脂与模具之间的磨擦将会在空腔的熔化树脂中产生应力。
特别是，该应力将在下列步骤中发生。首先，在将熔化树脂注入注塑模具100中的过程中，空腔111中所注入的熔化树脂将流动，从而产生剪切应力。其次，当熔化树脂完全注入到空腔111中时，用于注入树脂的螺杆突然停止移动，而熔化树脂也突然停止流动。由此其相应的惯性将会发生而形成应力。还有，在对用于熔化树脂的注入口进行密封的过程中，熔化树脂需要加压，以便防止熔化树脂流动，并且防止由于熔化树脂的体积收缩而发生下陷。在整个盘形衬底上不均匀的压力分布将会导致应力。尤其在冷却以便固化熔化树脂时，不均匀的温度分布会出现在与固定模具101a和移动模具101b相接的熔化树脂外部120a(见图2)以及与模具不相接的内部120b(仍见图2)，由此产生应力。
一部分应力将部分地释放在熔化树脂冷却并固化在模具中的过程中，而主要部分将保留不释放，成为模压盘形衬底中残留的应力。
因此，模压盘形衬底120将会变形，如局部翘曲121和下陷122，以及二次折射或双折射的不均匀分布，如图2所示。
通过注塑由树脂所模压成型的盘形衬底不可避免地会在模压过程中，尤其是在冷却步骤中收缩。特别是，在许多情况下，盘形衬底外部的收缩不同于其内部的收缩。盘形衬底130的外部周围会翘曲，其将导致盘形变形，如图3所示。
由此，为了使盘形衬底120和130的变形达到最小，对于常用注塑来说，需要使模具夹紧以减小的力来进行，并且注塑以较慢速度进行，以便降低填充速率，由此降低树脂内部的压力。然而，在制造盘形衬底的常用注塑中进行该测量是很麻烦的，而且不能实际获得盘形衬底120和130变形的完全消除。
由于盘形衬底120和130的该变形，在盘形衬底120和130上不能形成具有高精度的预定台面/凹槽图型，而盘形衬底120会招致台面/凹槽图型较差的冲压123，如图4所示。结果，使用该盘形衬底120或130所制成的光盘其缺点在于，其信号性能是不能令人满意的。
光盘的记录密度取决于在光盘记录层上所聚焦的激光点的直径。也就是说，激光点的直径越小，记录密度就越高。激光点直径正比于读/写光系统的积λ/NA(λ：激光波长，NA：数值孔径)。为了增加光盘上的记录密度，使用具有较短波长λ的激光和具有增大数值孔径NA的物镜是必要的。
然而，物镜增大的NA将会因为彗差正比于([斜交角]×NA3×[激光通过的光盘厚度])而出现彗形象差问题。为了解决该彗差问题，已经提出减小光盘透明衬底的厚度。
然而，通常存在一定关系，即光盘的强度正比于盘厚度的立方。由为增大记录密度而减小厚度的衬底组成的常用光盘的缺点在于，机械性能如弯曲强度等较差，并且除上述应力以外，由于吸潮很容易出现双金属变形。
发明内容
因此，本发明的目的就是要克服现有技术中存在的上述缺点，提供一种具有足够强度和寿命的光记录介质，而不会变形，如翘曲、下陷等，并且能够以高密度数据，和制造光记录介质的方法。
按照本发明，提供一种光记录介质，其中一个记录层和一个透明层顺序地形成在一个衬底上，并且其中光可通过透明层而入射，以便写入和/或读出信息信号，所述衬底包括：一个第一树脂层，它在形成有记录层的所述衬底表面上形成；和，一个第二树脂层，它由比所述第一树脂层树脂高的挠曲模量的树脂而在所述第一树脂层上形成。
在按照本发明具有上述结构的光记录介质中，衬底包括第一树脂层，其形成衬底表面，其上形成记录层，和第二树脂层，其由比第一树脂层树脂高的挠曲模量，也就是高的刚性，的树脂形成。因此，衬底具有增大的强度，使衬底的变形最小。结果，按照本发明的光记录介质增强了强度，由此不会产生变形，如翘曲、下陷等，并且具有突出的寿命。由于在按照本发明的该光记录介质中，激光是由透明层侧入射，因此由第一和第二树脂层组成的衬底结构将不会对光写和/或读产生不利影响。
进一步地，形成具有记录层的衬底表面的第一树脂层是由具有比第二树脂层小的刚性、也就是较好的流动性的树脂制成。因此，第一树脂层具有优异的模压能力，由此衬底具有优异的模压能力。
按照本发明，提供一种通过注塑制造光记录介质的方法，其中一个记录层和一个透明层顺序地形成在一个衬底上，并且其中光可通过透明层而入射，以便写入和/或读出信息信号，所述衬底是通过下列两色模压步骤制成：在形成有记录层的衬底至少一侧上形成一个第一树脂层；和，在所述第一树脂层上由具有比所述第一树脂层的树脂高的挠曲模量的树脂形成一个第二树脂层。
在按照本发明的光记录介质制造方法中，衬底是通过双色模压步骤而制成的，其步骤包括至少在具有记录层的衬底一侧上形成第一树脂层，和由比第一树脂层树脂高的挠曲模量的树脂而在第一树脂层上形成的第二树脂层。
在按照本发明的光记录介质制造方法中，衬底是通过双色模压在形成有记录层的衬底表面上形成第一树脂层并由具有比第一树脂层树脂高的挠曲模量即高刚性的树脂形成的第二树脂层而制成。因此，衬底具有增大的强度，用以使衬底的变形最小。因此，按照本发明的方法可用于制造增强强度的光记录介质，由此使其可经受变形，如翘曲、下陷等，并具有突出的耐用性。
进一步地，在按照本发明的方法中，在形成有记录层的衬底表面上所形成的第一树脂层可由具有比第二树脂层小的刚性即较好流动性的树脂制成。因此，第一树脂层层具有优异的压制性，并由此使衬底具有优良的压制性。
附图说明
图1是用于制成常用盘形衬底的注塑模具的截面图；
图2是常用注塑模具实例的尺寸放大截面图；
图3是常用盘形衬底实例的尺寸放大截面图；
图4是常用盘形衬底另一实例的尺寸放大截面图；
图5是按照本发明的光盘实施例的截面图；
图6是按照本发明的光盘另一实施例的截面图；
图7是注塑模压机的截面图；
图8是用于制造图5所示光盘的模具截面图；
图9是模具截面图，其表示在制造按照本发明用于光盘的衬底过程中形成表层步骤中模具的几何形状；
图10是模具的截面图，其表示在通过随着第二移动模具使模制表层移动而限定用于芯层的空腔步骤中模具的几何形状；
图11是模具的截面图，其表示在制造按照本发明光盘的衬底过程中形成芯层步骤中模具的几何形状；
图12是紧跟图9至11模压步骤所模制衬底的截面图；
图13是注塑模压机中所使用加热缸体的尺寸放大截面图，用以制成按照本发明光盘的衬底；
图14是模具尺寸放大截面图，其表示当在模具中形成用于按照本发明光盘的衬底时的模具几何形状；
图15是用于按照本发明光盘的衬底截面图；和
图16是曲线图，其表示对实施例1-10和比较例1进行物理特性评价的结果。
具体实施方式
应当注意，按照本发明的光盘可以为只读光盘，其在衬底上形成有发射金属层，在衬底上形成有凹坑，凹坑和发射金属层—起形成光盘的信号记录层。
图5是作为按照本发明光记录介质的光盘实施例的截面图。
如图5所示，光盘1包括衬底2，其上形成有预制槽2a，以及按顺序形成在衬底1上的反射层3、记录层4和透明层5。
衬底2包括芯层6和表层7，其分别由挠曲模量相互不同的树脂制成。
在衬底2的一侧上可施加表层7，在衬底2上形成有记录层4，也就是说，在光盘1的信号记录表面上。它可形成在芯层6上。表层7上形成有用于数据信息、跟踪伺服信号等的相位凹坑，和预制槽2a，其中形成有精制凹坑和台面的预定图型。表层7应最好具有100μm或以上的厚度。
表层7可由具有良好流动性的材料制成。因此，表层7具有优异的压制性，使得可精度地制成凹坑和台面的预定图型。特别是，表层7可由合成树脂制成，如聚碳酸酯或ZEONEX(由Nihon Zeon制造的热塑性烯烃树脂)。
芯层6可在与信号记录表面相反的衬底2一侧上制成，并且其表面上设置有表层7。芯层6的树脂具有比表层7树脂高的挠曲模量。因此，芯层6具有比表层7高的硬度，即高的刚性。
芯层6的树脂具有较高的刚性，其可通过将纤维、填料等添加到所使用的树脂即不均匀树脂中而加以制备，以便增加树脂的硬度。特别是，用于该芯层6的树脂最好具有29,000kgf/cm2或以上的挠曲模量，更好是具有34,000kgf/cm2或以上。例如，树脂可以另外地含有滑石粉、云母粉、碳纤维等。芯层6应具有等于整个衬底的50％或以上的厚度，最好为70％。
在本发明的光盘1中，表层7和硬芯层6一起形成衬底2，以便提高衬底2的强度。由此，可充分抑制衬底2免受变形，即翘曲、下陷等。因此，按照本发明的光盘1具有增强的强度，并且不会变形，即翘曲、下陷等。由此，光盘1在制造过程中的苛刻条件下以及在工作环境中具有突出的耐用性，并且具有较高的可靠性。
还有，由于将具有优异压制性的表层7用于衬底2，因此具有衬底2的光盘1可以以高的精度冲压出对应于信息信号等凹坑和台面的预定图型。也就是说，光盘1具有优异的压制性，并因此可以以更高的密度来记录信息。因此，将会获得优异的写读特性。
另外，由于优异的耐用性，因此光盘1可经受在制造条件下以及工作环境条件下所引起的变形。由此，不必要在信号记录表面以外的只读表面上形成可使光通过的半透明层、防潮层等，以便防止象常用光盘情况那样使光盘变形。因此，按照本发明的光盘1可以比常用光盘更加容易而高效地制造，使得制造过程得到简化，并且生产光盘1的产量得以改善。
还有，按照本发明的光盘1可设计成使得信息信号可通过由透明层5所入射的激光来写和/或读。由此，光的写和/或读不会受到由表层7和芯层6组成的衬底2双层结构的影响。相反，常用光盘，如高密盘(CD)、数字通用或视频盘(DVD)等，设计成使得信息信号是通过透明的盘形衬底所入射的激光来写和/或读。因此，盘形衬底必须具有均匀的光结构，并由此不能象按照本发明的光盘所采用的两层衬底2的情况那样进行多层叠置。
由此，按照本发明，通过使用不同树脂分别用于表层和芯层7和6由双色模压而制成具有斑纹或斑点图型的盘形衬底2。
值得注意的是，透明层5可形成在形成有预制槽2a的衬底上。透明层5可反射通过记录层4的光，同时可用作散热，以防止热量过度地局限于记录层4中。
反射层3最好由金属元素、半金属元素、半导体元素或其单一化合物或组合而制成。
反射层3最好由包含下列成分的材料制成，即0.4-0.8％重量的Si，0.7％或以下重量的Fe，0.15-0.40％重量的Cu，0.15或以下重量的Mn，0.8-1.2％重量的Mg，0.04-0.35％重量的Cr，0.25％或以下重量的Zn，0.15％或以下重量的Ti，和Al作为剩余物(基材)。当使用该材料时，可将反射层3制成具有50-200nm的厚度。
采用上述含量材料的原因在于，在反射层3上所形成的相变记录层4将难以受到反射层3结晶结构以及反射层3材料粒径所限定界面形状的影响。由此，记录层4将精确地反射衬底2的表面形状。
进一步地，反射层3可由上述材料通过离子束溅射、直流溅射或射频溅射而形成在衬底2上，其中最好采用离子束溅射方法。
记录层4是光记录层，信息信号可通过其而由激光辐射来写入或擦除。记录层是一相变材料层，其表示结晶相与无定型相之间的可逆变化，磁光记录层，在其温度升高到居里温度以上时会失去矫顽力，并且在外部磁场方向上会表现出磁反转。
相变层可由单纯的钙族(calcogen)或钙族(calcogen)化合物制成。特别是，单纯的钙族(calcogen)为Te或Se，而钙族(calcogen)化合物为钙化(calcogenite)材料，即Ge-Sb-Te，Ge-Te，In-Sb-Te，In-Se-Te-Ag，In-Se，In-Se-Tl-Co，In-Sb-Se，Bi2Te3，BiSe，Sb2Se3或Sb2Te3。
磁光记录层可由具有磁光特性如Kerr效应、Faraday效应的垂直磁化膜制成，其包括Tb-Fe-Co等无定型合金膜。
透明层5可形成在记录层4上。为了将信息信号写入光盘1和/或从光盘1中读出，可将激光辐射到透明层5上。通过该透明层5的激光入射到记录层4上，以便写入和/或读出信息信号。透明层5还可保护反射层3和记录层4免受外部振动，并且还可用于防止层3和4受到侵蚀如水分等。
透明层5可由一定材料制成，其中激光可通过该材料。例如，透明层5可通过旋涂或其它方法将紫外固化树脂施加到记录层4上并用紫外线照射所施加于记录层4上的树脂而制成。应当理解，透明层5还可以用透明胶如紫外固化树脂等粘接到记录层4上而制成，例如可采用玻璃或丙烯酸树脂、聚烯烃树脂等透明层。
透明层5具有0.3mm或以下的受限厚度，因为由于光的倾斜即使将在写入和/或读出光系统中所包含的物镜的数值孔径(NA)增加到0.8该层厚度也会明显地抑制发生的彗星象差。
下面将描述按照本发明光盘1的基本结构。然而，可以理解，除了包含在光盘1中的各层以外，还可提供介质层用于控制光盘1的光和热性能。在这种情况下，可按顺序在衬底2上形成反射层3、第一介质层、记录层4、第二介质层、和透明层5。在如此构成的光盘中，记录层4、反射层3和介质层之间的交叉保护将控制光性能，如反射性，尤其是，反射层3和第二介质层将控制热性能。
下面，将描述具有双层衬底2(下面将称作“双层光盘”)的光盘，其将作为按照本发明光盘的实施例。然而，应当注意，本发明可提供具有在衬底两侧所提供的两层表层和在表层之间所提供的芯层组成的衬底的光盘，如图6所示。图6是表示按照本发明光盘另一实施例的截面图。
按照本发明第二实施例的光盘通常用标号10来表示，如图6所示。它由衬底11和按顺序形成在衬底11上的反射层12、记录层13和透明层14所组成。
衬底11由上述材料制成的芯层15，和形成在芯层15两侧上的表层16和17组成。
应当注意，在该光盘10中的反射层12、记录层13和透明层14类似于参照图5所描述的光盘1中各层。
光盘10具有衬底11，其由高硬度的芯层15和具有优异压制性的表层16和17组成，并且表层提供在芯层15的两侧上(下面将该光盘称作“夹层型光盘”)。衬底11强度的提高和在衬底11两侧上所提供的表层16和17的相同性质均有助于更加有效地防止衬底11翘曲和下陷，以及有助于获得光盘10的高可靠性。
下面，将描述制造图5所示两层光盘的方法。下面将参照图7来描述用于制造图5所示两层光盘衬底的注塑机。图7是用于注塑盘形衬底2的注塑模具截面图。
在图7中，注塑机通常用标号20来表示。注塑机20包括模具21，其中可夹有熔化树脂用以模压熔化树脂，加热缸体22，其连接于模具21上所提供的入口上，用于通过注塑将熔化树脂填充到模具21中，料斗23，其连接于加热缸体22上，并且可将树脂引入，液压电动机24，用于驱动螺杆25，和夹紧汽缸26，用于打开和关闭模具21。
料斗23通常具有圆筒形，并且可配备有材料入口23a，用以连接于加热缸体22。
螺杆25设置在加热缸体22内，其连接于液压电动机24上并由电动机来驱动旋转。加热器(未示出)可设置在加热缸体22周围。在加热缸体22中，进入料斗23中的树脂通过螺杆25而捏合，并沿着螺杆25的槽馈送到加热缸体22的端部，同时通过加热器来加热。
液压电动机24可借助于液压汽缸24a而连接于螺杆25上。液压电动机24可驱动螺杆25。
图8中详细地示出了用于本发明的模具21。它包括固定模具27，其具有入口27a和喷嘴27b，通过其可注入树脂，第一可移动模具28，其相对于固定模具27而设置，并且其可向固定模具27移动并由其离开，第二可移动模具30，其可设置在当模具夹紧时固定模具27与第一可移动模具28之间所限定的空腔29内部，并且其可向固定模具27移动并由其离开，和外围环31，其与第二可移动模具30联结。
如上所述，第一可移动模具28可通过夹紧汽缸26而向固定模具27移动并由其离开。
固定模具27的入口27a可连接于加热缸体22上，并且熔化树脂可通过入口27a而注入。由入口27a，可使喷嘴27b进入固定模具27。熔化树脂可由入口27a通过喷嘴27b由注塑而填充到空腔29中。固定模具27是静止的。
当第一移动模具28紧固或闭合到固定模具27上时，其间的空间构成了空腔29。在空腔29中可提供第二移动模具30，该第二移动模具30可自由地向固定模具27移动并由其离开。第二移动模具30可通过液压机构(未示出)来移动，该机构与图8所示箭头A方向上的第一移动模具28无关。此时，外围环31可沿第二移动模具30移动。第二移动模具30固定有与固定模具27相对的—侧上的压模32，其上形成有对应于信息信号等台面和凹槽的预定图型。
应当注意，第一和第二移动模具28和30在其中央上提供有在盘形衬底上通过开口形成中孔的冲压装置(未示出)。
外围环31沿其内部周围形成台阶，用于装配到第二移动模具30上。当外围环31随着第二移动模具30向固定模具27移动而与固定模具27相接时，其将与固定模具27、第二移动模具30和外围环31相配合，以限定空腔29，其中可模压衬底2的表层7。
为了使用上述注塑机20制造用于按照本发明双层光盘的衬底2，可首先将树脂由料斗30通过其自身重量而送入加热缸体22中，并且树脂可沿螺杆25的槽而馈送到加热缸体22的端部，同时通过螺杆25的旋转进行捏合。经过一段时间，树脂通过绕加热缸体22设置的加热器(未示出)向前送，并且通过捏合所产生的磨擦热量进行内部加热，由此得到熔化树脂。
第二移动模具30可通过液压汽缸(未示出)在图9所示箭头B的方向上移动，达到一定位置，使与第二移动模具30联结的外围环31与固定模具27相接。第二移动模具30、固定模具27和外围环31一起限定了空腔34，其中可模压表层7。将会理解，此时在第二和第一移动模具30和28之间的产生的空间为空隙。
然后，将液压缸体24a所施加的注塑力施加到螺杆25上，由此在加热缸体22的端部将树脂由加热缸体22在高压下通过固定模具27的喷嘴27b而注入空腔34中。
然后，将固定模具27、第一和第二移动模具28和30、以及外围环31通过配备在模具21上的调温器(未示出)进行冷却，使得空腔34内部的树脂冷却并固化，从而模压成表层7，在其表面上形成有预定图型的台面和凹槽。
之后，将填充的树脂在低于玻璃化点以下温度下进行固化，以便形成表层7。以后，将第二移动模具30通过液压缸体(未示出)在箭头C方向上移动，以便将第二移动模具30底部30a安装到第一移动模具28的内底部28a上，如图10所示。此时，空气只由固定模具27吹入，以使模压表层7与第二移动模具30紧固(模具释放)。
如图10所示，表层7是上表面7a、固定模具27和外围环31将限定空腔35，其中可模压芯层。
然后，将具有比用于模压表层7的树脂高的挠曲模量的树脂采用与表层7类似的方式通过喷嘴27b注塑而填充到空腔35中。
如图11所示，固定模具27、第一移动模具28、第二移动模具30和外围环31通过配备在模具21上的调温器进行冷却，使得空腔34中的树脂冷却并固化，以便形成芯层6。
然后，使用冲压装置(未示出)，以便在模压表层和芯层7和6的中央上形成中孔。
然后，夹紧缸体26驱动第二移动模具30和第一移动模具28，以便以紧固方式移动，使其相互打开，并且由脱模机构(未示出)将两层衬底2取出，如图12所示。
然后，按一定顺序在模压衬底2上通过溅射形成Al合金反射层3和相变材料如Ge-Sb-Te合金等的记录层4。
最后，将紫外固化树脂通过旋涂施加到记录层4上，然后用紫外线照射形成透明层5，由此制成两层光盘1，如图5所示。
将会理解，通过重复上述树脂注塑和冷却可制成具有三层或多层的多层光盘。
如上所述，在制造按照本发明光盘1的方法中，可采用两色模压而在信号记录表面侧上模压表层7，并且可将具有比用于表层7树脂高的挠曲模量的树脂用于在表层上模压芯层6，由此形成上述衬底2。因此，按照本发明的光盘制造方法可允许制造光盘1，其包括衬底2，该衬底的强度可通过芯层6来增强，并且由此使总增强的强度可抗变形，即翘曲和下陷，以及具有优异的可靠性。
衬底2可通过任意普通的两色模压来模制。然而，按照本发明的方法可很有效地制造衬底2，因为表层和芯层7和6可在相同模具21中进行模制。
下面，将参照图6来描述前述的夹层型光盘制造方法。
用于制造图6所示夹层型光盘衬底11的注塑机可使用加热缸体来将熔化树脂注入到模具中，并且其是由图13所示的一对缸体组成。除了加热缸体以外，注塑机的其余部分类似于常用注塑机。
特别是，制造按照本发明光盘的所用注塑机具有一对加热缸体41和42，通过该缸体可注入两种不同树脂，如图13所示。加热缸体41和42中分别形成树脂通路，通过该通路可使树脂由料斗进入。用于控制注入树脂量的注入控制器46和47可分别连接于这些树脂通路41a和42a的端部。另外，在注入控制器46和47的端部上可提供联结器43，用于将树脂通路41a和42a相互连接起来。联结器43在常用模压机中可连接于模具50的喷嘴51上。
用于夹层型光盘的衬底11可使用上述注塑机以两种方法的任意一种来制成。在其中一种方法中，可将两种不同树脂同时注入，但分别以不同的速度注入。在另一方法中，将不同树脂以相同注入速度注入，但其两者之间具有时间延迟。
在第一种方法中，将用于芯层的树脂由料斗(未示出)注入加热缸体41，并且通过包含在加热缸体41内的螺杆44而馈送到加热缸体41的注入控制器46。同样地，用于表层的树脂可通过料斗(未示出)注入到加热缸体42中，并且通过加热缸体42内部所提供的螺杆45而馈送到加热缸体42的注入控制器47中。
然后，分别将用于芯层和表层的树脂通过螺杆44和45由各加热缸体41和42注入到模具50中。然而，此时，注入控制器46和47可控制注入速度，使得用于表层的树脂可以以比由加热缸体41所注入的用于芯层的树脂低的速度由加热缸体42而注入。
由此，用于表层的树脂52和用于芯层的树脂53可以以一定方式注入到模具50中，使得表层树脂52将芯层树脂53压出。结果，表层树脂52将散开与模具50相接，同时芯层树脂53将散于表层树脂52的内部，如图14所示。
然后，模具50通过包含在模具50本身中的调温器(未示出)来冷却，使得填充在模具50中的表层和芯层树脂52和53冷却并固化。最后，在将模具50打开以前，通过盘脱模装置(未示出)取出图15所示的盘形衬底11。
下面，将描述第二种方法。对于该方法，直到将芯层和表层树脂分别通过加热缸体41和42馈送到注入控制器46和47的过程类似于上述第一种方法。
以后，操作注入控制器47，以控制时间长度和注入量，以便将表层树脂以较短的时间即较短的树脂注入时间注入到模具50中。
然后，在用于表层的树脂仍处于泥浆状态的同时，操作注入控制器46，以控制用于芯层树脂注入的注入量。此时，由于表层树脂的靠内部分难以冷却并且仍处于泥浆状态，所以芯层树脂将用于注入模具中的表层树脂的靠内部分压出。接着，还是进行与第一种方法同时的过程，如图14所示。
最后，注入的树脂冷却，从而以第二种方法获得夹层型衬底11，如图16所示。
在第二种方法中，由于表层树脂较短时间的注入，将可能会发生下陷、以及压制变差。然而，为了避免该问题，芯层树脂将散于芯层树脂的内部，用以增加内部压力，以便改善表层上的压制。
实施例：
下面将描述对于本发明实施例所进行的试验结果。
为了评价与具有单层衬底的常用光盘相比按照本发明的两层和夹层光盘的强度和耐用性的改进，下面将描述光盘的制备，并且还要描述其物理特性试验。
实施例1
夹层型光盘按如下方法制备。下列材料可用于分别制备表层和芯层：
<用于表层的材料>
·树脂                  聚碳酸酯(由Teijin制造)
等级                    AD-9000TG
玻璃化点                145℃
挠曲模量                24,000kgf/cm2
吸水                    0.3％
<用于芯层的材料>
·树脂                 聚碳酸酯(由Teijin制造)
等级                   AD-5503
·填料                 20％重量的滑石粉
芯层的挠曲模量为40,000kgf/cm2。也就是说，芯层树脂表现出增加的挠曲模量，并由此由于将填料加入树脂而使强度增加。
使用上述第一种方法将这些表层和芯层树脂同时并以不同速度注入到注塑机中，其中注塑机具有图13所示加热缸体对，并且在下列条件下模压出具有0.6mm厚度的夹层型衬底。
用于该模压的模压条件如下：
固定和移动模具的温度    120-135℃
表层和芯层树脂的温度    350℃
注入速度：
表层树脂                平均140mm/sec
芯层树脂                平均160mm/sec
模具冷却时间            8sec
模压深度                80nm
道距                    0.7-0.85μm
实施例2
对于用于芯层的填料，可使用20％重量的云母粉来代替滑石粉。其它材料与实施例1所使用的相同。以与实施例1相同的方法模压出夹层型盘形衬底。芯层的挠曲模量为61,000kgf/cm2。
实施例3
对于用于芯层的填料，可使用10％重量的玻璃板粉来代替滑石粉。其它材料与实施例1所使用的相同。以与实施例1相同的方法模压出夹层型盘形衬底。芯层的挠曲模量为34,000kgf/cm2。
实施例4
对于表层，可使用下列材料。其它材料与实施例1所使用的相同。以与实施例1相同的方法模压出夹层型盘形衬底。芯层的挠曲模量为40,000kgf/cm2。
<用于表层的材料>
·树脂              ZEONEX(由Nihon Zeon制造)
等级                E48R
玻璃化点            140℃
挠曲模量            25,000kgf/cm2
吸水                小于0.01％
实施例5
使用类似于实施例1的表层和芯层材料，并且使用上述第二种注塑方法在下列条件下模压出具有0.6mm厚度的夹层型盘形衬底。
特别是，将表层树脂以较短时间的注入而注入到模具中。将注入的表层材料在空气中冷却0.2至2.0sec，直到其外部固化。以后，注入芯层材料。由此模压出夹层型衬底。
固定和移动模具的温度    120-135℃
表层和芯层树脂的温度    350℃
注入速度：
表层树脂                平均40mm/sec
芯层树脂                平均140mm/sec
模具冷却时间            14sec(包括在只注入表层树
                        脂以后空气冷却时间)
芯层的挠曲模量为40,000kgf/cm2。
实施例6
对于用于芯层的填料，可使用20％重量的云母粉来代替滑石粉。其它材料与实施例5所使用的相同。以与实施例5相同的方法模压出夹层型盘形衬底。芯层的挠曲模量为61,000kgf/cm2。
实施例7
对于用于芯层的填料，可使用10％重量的玻璃板粉来代替滑石粉。其它材料与实施例5所使用的相同。以与实施例5相同的方法模压出夹层型盘形衬底。芯层的挠曲模量为34,000kgf/cm2。
实施例8
对于表层，可使用实施例中所用的ZEONEX来代替聚碳酸酯。其它材料与实施例4所使用的相同。以与实施例5相同的方法模压出夹层型盘形衬底。芯层的挠曲模量为40,000kgf/cm2。
比较例1
使用常用注塑机由聚碳酸酯而模压出具有0.6mm厚度的盘形衬底。
测量如此制成的盘形衬底的挠曲模量。测量结果与上述实施例1-8的试验结果进行比较。表1中示出了比较结果。
                         表1
用于盘形衬底的材料 模压方法 在模压以后的盘形衬底的挠曲模量(kgf/cm2)
表层 芯层
实施例1 聚碳酸酯 聚碳酸酯加滑石粉(20％) 第一种方法     32,000
实施例2 聚碳酸酯 聚碳酸酯加云母粉(20％) 第一种方法     51,000
实施例3 聚碳酸酯 聚碳酸酯加玻璃板粉(10％) 第一种方法     29,000
实施例4 ZEONEX 聚碳酸酯加加滑石粉(20％) 第一种方法     34,000
实施例5 聚碳酸酯 聚碳酸酯加加滑石粉(20％) 第二种方法     32,000
实施例6 聚碳酸酯 聚碳酸酯加云母粉(20％) 第二种方法     54,000
实施例7 聚碳酸酯 聚碳酸酯加玻璃板粉(10％) 第二种方法     29,000
实施例8 ZEONEX 聚碳酸酯加加滑石粉(20％) 第二种方法     34,000
比较例1 只有聚碳酸酯 无 常用注塑法     24,000
如表1所示，实施例的每个均具有衬底，其由形成于信号记录表面侧上的表层和由比表层材料高的挠曲模量的材料制成的芯层组成，其在挠曲模量上即刚性和强度上较高。
特别是，实施例1和4中的盘形衬底具有比比较例1是盘形衬底高1.3倍的挠曲模量和强度。
实施例3，5至8中的盘形衬底具有比比较例1的盘形衬底高1.75倍的挠曲模量和强度。该实施例3的试验结果表明，具有大于至少29,000kgf/cm2挠曲模量的盘形衬底要比只由聚碳酸酯制成的常用盘形衬底强。
另外，实施例2中的盘形衬底具有比比较例1的盘形衬底高2.1倍的挠曲模量和强度。
由此可以证明，由在信号记录表面侧上的表层和具有比表层材料高的挠曲模量材料制成的芯层而制成的盘形衬底具有增强的强度。
实施例9
以类似于实施例5的方法制备具有1.2mm厚度的夹层型衬底。
实施例10
下面，两层光盘按照如下方式制备。也就是说，用于表层和芯层的材料与实施例2的相同。使用第一和第二移动模具的注塑机可用于完成每层的注入和冷却步骤。
特别是，用于0.6mm厚度的空腔可通过固定模具、第二移动模具和外围环来限定，如图9所示，并且可将用于表层的材料注入到空腔中。然后将注入的材料冷却约4sec。
然后，通过液压汽缸(未示出)将第二移动模具移动约0.6mm，如图10所示。由固定模具侧吹入空气，以便使模具释放，使得模压的表层可随着移动模具而适当地移动。
以后，注入芯层树脂，并且冷却，如图11所示，以便形成具有1.2mm最终厚度的两层衬底。模压条件如下：
固定和移动模具的温度    110-130℃
表层和芯层树脂的温度    350℃
注入速度：
表层和芯层树脂          平均160mm/sec
模具冷却时间       8sec(包括用于表层和芯层
                   树脂必要的冷却时间)
实施例11
将类似于实施例2的树脂用于表层和芯层，并且使用类似于实施例9的注塑机重复地进行注塑，以便以这样的顺序形成第一表层、芯层和第二表层，由此模压出1.2mm厚度的三层衬底。第一表层具有0.3-0.4mm的厚度，芯层具有0.6-0.4mm的厚度，以及第二表层具有0.3-0.4mm的厚度。
固定和移动模具的温度    110-130℃
表层和芯层树脂的温度    350℃
注入速度：
表层和芯层树脂          平均160mm/sec
模具冷却时间            12sec(包括用于第一和第二
                        表层和芯层树脂必要的冷却
                        时间)
比较例2
类似于比较例1，由聚碳酸酯制成1.2mm厚度的衬底。
对于使用已经按照上述方法制备的实施例9-11和比较例2所制成的光盘，对于其耐用性进行评价如下。
首先，在实施例9-11和比较例2中的每个衬底上以该顺序形成铝膜和保护层。将该衬底分别用于制成光盘。
然后，将这些衬底通过径向翘曲进行检查。以后，将光盘留于60℃温度和90％湿度下的空气中96小时。然后在对径向翘曲进行检查。
试验结果示于图16中，其中水平轴表示光盘的径向位置，而纵轴表示光盘的斜交角。
注意，在图16中，标号◎表示在实施例9-11中光盘的平均状态，标号○表示在留于上述高温和湿度下的空气中96小时以后实施例9-11光盘的平均状态，标号△表示在比较例2中光盘的状态，和标号×表示在留于上述高温和湿度下的空气中96小时以后比较例2中光盘的状态。
因此，图16所示试验结果证明，实施例9-11，其中衬底是由在信号记录表面上所形成的表层和由比表层材料高的挠曲模量的材料制成的芯层模压而成，表现出比比较例2高的强度，其中在比较例2中单层衬底是以常用注塑方法由聚碳酸酯模压而成，并且它们还难以变形，如翘曲和下陷。
即使在留于高温和湿度下较长时间以后，实施例9-11中的盘形衬底也不会表现出变形，并且仍具有优异的耐用性。相反，使用常用光盘的比较例则表现出明显的变形，并且在留于高温和湿度下较长时间以后其具有较差的表面质量。
如前所述，由于按照本发明光记录介质的衬底包括第一树脂层，其形成衬底的表面，在其上可形成记录层，和第二树脂层，其由具有比第一树脂层树脂高的挠曲模量即高的刚性的树脂制成，衬底具有增强的强度，用以使衬底的变形最小。也就是说，按照本发明的光记录介质强度增强，由此难以变形，并且具有明显的耐用性。由此本发明的光记录介质具有高可靠性。
进一步地，在本发明光记录介质中，在形成有记录层的衬底表面形成的第一树脂层可由具有比第二树脂层要小的刚性即较好的流动性的树脂制成。因此，第一树脂层具有优异的模压性，并由此使衬底具有优异的模压性。
如前所详述的，按照本发明的光记录介质的制造方法可通过两色模压步骤而制成衬底，其中所述步骤包括在形成有记录层的衬底至少一侧上形成第一树脂层，和在第一树脂层上由比第一树脂层树脂高的挠曲模量即高的刚性的树脂制成第二树脂层。因此，如此模压而成的衬底具有增强的强度，并且难以变形。结果，按照本发明的方法可用于制造光记录介质，其具有增强的强度，由此难以变形如翘曲、下陷等，并且具有突出的耐用性。也就是说，按照本发明的方法可提供高耐用和可靠的光盘。
另外，在按照本发明的方法中，在形成有记录层的衬底表面上形成的第一树脂层可由具有比第二树脂层小的刚性即较好的流动性的树脂制成。因此，第一树脂层具有优异的模压性，因此衬底具有优异的模压性。也就是说，按照本发明的方法可用于制成能够高记录的光盘。
还有，按照本发明的方法可允许在相同模具中模制成盘形衬底的第一和第二树脂层。因此，光盘可更容易而有效地制成，使得制造方法得以简化，制造成本明显地降低。

Claims (8)

1.一种光记录介质，其中一个记录层和一个透明层顺序地形成在一个衬底上，并且其中光可通过透明层而入射，以便写入和/或读出信息信号，所述衬底包括：
一个第一树脂层，它在形成有记录层的所述衬底表面上形成；和
一个第二树脂层，它由比所述第一树脂层树脂高的挠曲模量的树脂而在所述第一树脂层上形成。
2.按照权利要求1所述的光记录介质，其中，所述衬底还包括：
一个第三树脂层，它在与形成有所述第一树脂层的第二树脂层的表面相对的另一个表面上形成，并且由与所述第一树脂层相同的树脂制成。
3.按照权利要求1所述的光记录介质，其中，所述第二树脂层树脂的挠曲模量为29,000kgf/cm2或以上。
4.一种通过注塑制造光记录介质的方法，其中一个记录层和一个透明层顺序地形成在一个衬底上，并且其中光可通过透明层而入射，以便写入和/或读出信息信号，所述衬底是通过下列两色模压步骤制成：
在形成有记录层的衬底至少一侧上形成一个第一树脂层；和
在所述第一树脂层上由具有比所述第一树脂层的树脂高的挠曲模量的树脂形成一个第二树脂层。
5.按照权利要求4所述的方法，其中，所述两色模压是在相同模具中进行的。
6.按照权利要求5所述的方法，其中，形成所述第一树脂层，然后在所述第一树脂层上形成所述第二树脂层。
7.按照权利要求4所述的方法，其中，用于所述第一树脂层的树脂以比用于所述第二树脂层树脂缓慢的速度注入模具中，由此用于所述第一和第二树脂层的树脂可分别同时注入相同模具中。
8.按照权利要求4所述的方法，其中，用于所述第一树脂层的树脂可注入到模具中，并且然后将用于所述第二树脂层的树脂注入到相同模具中，同时用于所述第一树脂层树脂的至少一部分仍处于泥浆状态。
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